控制存取外部存储模块的控制芯片及其控制方法.pdf

一种控制存取外部存储模块的控制芯片，在读取周期时，对数据来源装置进行读取操作，至少包括，终端模块、以及决策单元；终端模块通过存储总线耦接数据来源装置，用以匹配存储总线的阻抗；决策单元根据终结信号以及动态选择信号，决定是否启动终端模块；当终结信号及动态选择信号被启用时，则决策单元仅在读取周期时，启动终端模块。

1.  一种控制存取外部存储模块的控制芯片，包含有：
一终端模块，通过一内存总线连接至该存储模块，用以匹配该内存总线的阻抗；以及
一决策单元，连接到该终端模块，用以根据一终结信号、一动态选择信号以及一数据读取信号，决定是否启动该终端模块。

2.  如权利要求1所述的控制存取外部存储模块的控制芯片，其中当该终结信号以及该动态选择信号同时被启用时，根据该数据读取信号决定是否启动该终端模块。

3.  如权利要求2所述的控制存取外部存储模块的控制芯片，其中当位于一读取周期时，该数据读取信号启用，该终端模块被启动。

4.  如权利要求2所述的控制存取外部存储模块的控制芯片，其中当不位于一读取周期时，该数据读取信号非启用，该终端模块不被启动。

5.  如权利要求1所述的控制存取外部存储模块的控制芯片，其中当该终结信号启用，该动态选择信号非启用时，启动该终端模块。

6.  如权利要求1所述的控制存取外部存储模块的控制芯片，其中当该终结信号非启用时，停用该终端模块。

7.  如权利要求1所述的控制存取外部存储模块的控制芯片，其中还包含有一第一寄存单元，用以寄存该终结信号；以及一第二寄存单元，用以寄存该动态选择信号。

8.  如权利要求1所述的控制存取外部存储模块的控制芯片，其中还包含有一处理单元，连结于该终端模块与该决策单元之间，用以发出该数据读取信号。

9.  如权利要求1所述的控制存取外部存储模块的控制芯片，其中该决策单元还包含：
一逻辑单元，用以根据其输入端接收的该终结信号以及该数据读取信号的逻辑电平结果输出一输出信号；以及
一判断单元，用以根据该输出信号以及该动态选择信号的逻辑电平，决定是否启动该终端模块。

10.  一种控制终端模块的方法，包含有：
接收一终结信号、一动态选择信号以及一数据读取信号；
其中根据该终结信号，该动态选择信号以及该数据读取信号决定是否启动该终端模块。

11.  如权利要求10所述的控制终端模块的方法，其中当该终结信号以及该动态选择信号同时启用时，根据该数据读取信号决定是否启动该终端模块。

12.  如权利要求11所述的控制终端模块的方法，其中当位于一读取周期时，该数据信号启用，而该终端模块被启动。

13.  如权利要求11所述的控制终端模块的方法，其中当不位于一读取周期时，该数据信号非启用，而该终端模块不被启动。

14.  如权利要求10所述的控制终端模块的方法，其中当该终结信号启用，该动态信号非启用时，启动该终端模块。

控制存取外部存储模块的控制芯片及其控制方法
技术领域
本发明有关于一种控制芯片，特别是有关于一种具有动态ODT(On DieTerminator)功能的控制芯片。
背景技术
在一般的计算机系统中，其内部具有许多芯片。每一芯片利用总线彼此连接，用以芯片间传递数据。图1表示计算机系统的示意图。计算机系统10包括了系统芯片及数据通路芯片，一般分别称为北桥(North Bridge)12与南桥(South Bridge)13，称之为“桥”的由来为其将多个不同总线连接在一起。
北桥12作为中央处理器11、存储模块14、图形控制器15以及南桥13的连接点。北桥12将CPU总线122转接到存储总线124、AGP图形总线126，以及与南桥130之间的专属互连通道128。
南桥13简单地说综合了许多输出入(简称I/O)控制器，提供不同外围装置和总线的接口，并且通过专属互连通道128与北桥12之间进行数据的移转。举例来说，南桥130提供了IDE接口17、USB接口18。基本输出入系统(basicinput-output system；BIOS)16可直接地连接到南桥130。
以下将以北桥与存储模块为例，说明芯片间的数据传递方式。图2表示北桥与存储模块的连接示意图。如图所示，存储总线124利用数据线D₁-D_n传送北桥22以及存储模块24之间的数据信号。
当存储模块24通过存储总线124传送数据信号至北桥22时，由于数据线D₁-D_n的阻抗会使得数据信号无法完全被北桥22所接收，而在数据线D₁-D_n上形成反射现象。
反射现象将造成北桥22需多次接收数据线D₁-D_n上的数据信号，方能正确地判断出数据信号的逻辑电平。因而使得数据传输的时间变长，或是影响后面的信号，而造成运算错误。
为减小反射现象，常规做法在存储总线124的终端连接一终端模块28。其中，终端模块28具有终端单元T₁-T_n，分别连接存储总线124的数据线D₁-D_n，用以匹配数据线D₁-D_n的阻抗。另外，为了使北桥12在短时间内判别出数据信号的逻辑电平，故将数据线D₁-D_n的电平设定在一参考电平。因此，亦利用终端单元T₁-T_n的分压电路设定数据线D₁-D_n的电平。
当存储模块24传送数据信号至北桥22时，则需在接近北桥22的数据线D₁-D_n的终端耦接终端单元，用以减小存储模块24所输出的数据信号在数据线D₁-D_n上所发生的反射现象。当北桥22传送数据信号至存储模块24时，则需在接近存储模块24的数据线D₁-D_n的终端耦接终端单元，用以减小北桥22所输出的数据信号在数据线D₁-D_n上所发生的反射现象。
由于计算机统中，具有许许多多的传输线，若每条传输线的两端均需耦接终端单元，将造成计算机系统成本的增加，并使得计算机系统内可使用的空间变小。
因此，常规的解决方式将终端模块结合于芯片内。当芯片内部设计一终端模块时，则称为ODT(On Die Termina tor)。图3表示具有ODT功能的芯片内部示意图。以北桥为例，北桥32内部的终端模块326具有终端单元T₁-T_n，用以匹配数据线D₁-D_n的阻抗。使用者可通过BIOS设定是否启动ODT功能，然后BIOS通过南桥设定北桥内部的寄存单元324。
当使用者停止ODT功能时，则BIOS禁止存储于寄存单元324的终结信号S_ODT，用以截止终端单元T₁-T_n内的开关SWa₁-SWa_n、SWb₁-SWb_n。当使用者欲启动ODT功能时，则BIOS启用存储于寄存单元324的终结信号S_ODT，用以导通终端单元T₁-T_n内的开关SWa₁-SWa_n、SWb₁-SWb_n。因此，终端单元T₁-T_n内的电阻Ra₁-Ra_n以及Rb₁-Rb_n可设定数据线D₁-D_n的电平，并匹配数据线D₁-D_n的阻抗。接收单元322通过终端单元T₁-T_n接收存储模块34所输出的数据信号。
当使用者启动ODT功能后，终端单元T₁-T_n内的开关SWa₁-SWa_n、SWb₁-SWb_n会持续导通。使得电流持续流经电阻Ra₁-Ra_n以及Rb₁-Rb_n，造成北桥12的温度上升。当芯片的温度上升时，对芯片的操作将造成不良的影响。
发明内容
本发明提供一种控制芯片，在读取周期时，对存储模块进行读取操作，并在写入周期时，对数据来源装置进行写入操作。本发明的控制芯片，至少包括，终端模块、以及决策单元。终端模块通过存储总线耦接数据来源装置，用以匹配存储总线的阻抗。决策单元根据终结信号以及动态选择信号，决定是否启动终端模块。当终结信号及动态选择信号被启用时，则决策单元仅在读取周期时，启动终端模块。
本发明还提供一种控制方法，用以控制一控制芯片内的终端模块。首先，接收一终结信号以及一动态选择信号。然后根据终结信号以及动态选择信号，决定是否启动终端模决。当终结信号以及动态选择信号均被启用时，则控制芯片仅在读取周期内启动终端模块。
本发明还提供一种计算机系统，至少包括，中央处理器、数据来源装置、基本输入输出系统、以及控制芯片。数据来源装置用以提供中央处理器所需的数据。基本输入输出系统用以提供一终结信号以及一动态选择信号。控制芯片耦接于中央处理器及数据来源装置之间，在一读取周期时，对数据来源装置进行读取操作。
其中，控制芯片至少包括终端模块、以及决策单元。终端模块，通过存储汇排耦接数据来源装置，用以匹配存储总线的阻抗。决策单元根据终结信号以及动态选择信号，决定是否启动终端模块。当终结信号及动态选择信号被启用时，则决策单元仅在读取周期时，启动终端模块。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能还明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1表示计算机系统的示意图。
图2表示北桥与存储模块的连接示意图。
图3表示具有ODT功能的芯片内部示意图。
图4表示本发明的具有动态ODT功能的北桥内部示意图。
图5表示决策单元的真值表。
图6表示本发明的决策单元一实施例。
符号说明
11：中央处理器；12、22、32、42：北桥；
13：南桥；14、24、34、44：存储模块；
15：图形控制器；16：基本输出入系统；
17：IDE接口；18：USB接口；
122：CPU总线；124：存储总线；
126：AGP图形总线；128：专属互连通道；
28、326、426：终端模块；
T₁-T_n：终端单元；D₁-D_n：数据线；
322、422：接收单元；
324、424、425：寄存单元；
421：处理单元；423：决策单元；
B₁-B_n：缓冲装置；72：逻辑单元；
74：判断单元。
具体实施方式
当具有ODT功能的芯片向一数据来源装置读取数据时，该芯片只需在数据信号输入时才需启动ODT功能，以匹配传输数据信号的数据线的阻抗，因此本发明的特征在于提供动态ODT功能的芯片。当芯片在读取周期时，则启动ODT功能。当芯片不在读取周期时，则停止ODT功能。利用本发明便可减小驱动ODT功能所造成的功率损耗，使得芯片的温度下降。
本发明可应用在任何具有ODT功能的芯片，例如北桥、南桥、或是存储模块。以下将针对具有ODT功能的芯片与数据来源装置(例如存储模块)间的数据传输情况，说明本发明的工作原理。图4表示本发明地具有动态ODT功能的北桥内部示意图。北桥42包括处理单元421、接收单元422、决策单元423、寄存单元424、425、以及终端模块426。
终端模块426具有终端单元T₁-T_n，用以匹配数据线D₁-D_n的阻抗。接收单元422具有缓冲装置B₁-B_n，分别耦接数据线D₁-D_n。处理单元421通过接收单元422，接收数据线D₁-D_n的数据信号。
当北桥42欲读取存储模块44的数据信号时，则处理单元421在一读取周期内，启用数据读取信号S_EN，用以对存储模块44进行读取操作。当北桥42不再读取存储模块44的数据信号时，则禁止数据读取信号S_EN。其中，存储模块44为DRAM(Dynamic Random Access Memory；动态随机存取内存)或是DDR DRAM(Double Data Rate DRAM；双倍数据传输率DRAM)。
使用者可通过BIOS的设定，决定是否启动ODT功能以及动态ODT功能。然后，BIOS可通过南桥设定北桥内部的寄存单元424、425。寄存单元424用以存储终结信号S_ODT；寄存单元425用以存储动态选择信号S_SEL。
决策单元423根据终结信号S_ODT、动态选择信号S_SEL、以及数据读取信号S_EN，可动态地控制终端单元T₁-T_n内的开关SWa₁-SWa_n以及SWb₁-SWb_n。当使用者启动ODT功能时，则BIOS启用存储于寄存单元424的终结信号S_ODT，反之，则禁止终结信号S_ODT。当使用者开启动态ODT功能时，则BIOS启用存储于寄存单元425的动态选择信号S_SEL；反之，则禁止动态选择信号S_SEL。
图5表示决策单元的真值表。其中，”0”代表禁止，”1”代表启用，”X”代表不必考虑(don’t care)，请搭配图4，在图5的第一行中，当使用者不启动ODT功能时，则终结信号S_ODT被禁止，不管动态选择信号S_SEL或读取信号S_EN的状态为何，决策单元423所输出的控制信号S_CON将被禁止，用以截止终端模块426的开关SWa₁-SWa_n以及SWb₁-SWb_n。此时，北桥42的ODT功能被停止。
在图5的第二行中，当使用者启动ODT功能，但停止动态ODT功能时，则终结信号S_ODT被启用，而动态选择信号S_SEL被禁止。因此，控制信号S_CON被启用，用以导通所有开关SWa₁-SWa_n以及SWb₁-SWb_n。此时北桥42的ODT功能被启动。
假设使用者启动ODT功能，并开启动态ODT功能时，则终结信号S_ODT、及动态选择信号S_SEL均被启用。
在图5的第三行中，若北桥42并不在读取周期(例如写入周期)时，则数据时读取信号S_EN被禁止，使得控制信号S_CON被禁止，用以截止所有开关SWa₁-SWa_n以及SWb₁-SWb_n。此，北桥42的ODT功能被停止。
在图5的第四行中，若北桥42在读取周期时，则数据读取信号S_EN被启用，使得控制信号S_CON被启用，用以导通所有开关SWa₁-SWa_n以及SWb₁-SWb_n。此时，才启动北桥42的ODT功能。
由上述可知，当使用者开启动态ODT功能时，则北桥42的ODT功能只有在读取周期时，才会被启动。当北桥42不在读取周期时，则不启动ODT功能。
为了验证本发明的动态ODT功能，当本发明控制同一北桥上的终结信号S_ODT、动态选择信号S_SEL、以及数据读取信号S_EN的状态时，可得到不同设定下的温度状况。当ODT功能未被启动时，则北桥的温度约为49.75℃。当ODT功能被启动且未开启动态ODT功能时，则该北桥的温度约为61.21℃。当ODT功能被启动且亦开启动态ODT功能时，则该北桥的温度约为49.94℃。
由上述可知，当ODT功能由未启动到启动时，在同一北桥上温度将由49.75℃上升至61.21℃。但是若使用动态ODT功能时，北桥的温度仅上升约0.2℃。
图6表示本发明的决策单元一可能实施例。决策单元423具有逻辑单元72以及判断单元74。当终结信号S_ODT以及数据读取信号S_EN被启用时，则逻辑单元72启用控制信号S_CON。当终结信号S_ODT或是数据读取信号S_EN被禁止时，则逻辑单元72禁止控制信号S_CON。在本实施例中，逻辑单元72为一AND门。
判断单元74接收终结信号S_ODT、动态选择信号S_SEL、以及控制信号S_CON。当动态选择信号S_SEL被禁止时，则输出终结信号S_ODT予终端模块426。当动态选择信号S_SEL被启用时，则输出控制信号S_CON予终端模块426。在本实施例中，判断单元74为一多任务器。
比较本发明与常规技术，本发明具有以下几点优点：
一、降低传输在线的信号反射现象：利用芯片内的终端模块，可匹配传输线的阻抗，大大地降低反射现象。
二、降低芯片温度：当开启ODT功能时，具有动态ODT功能的芯片，其温度远小于不具有动态ODT功能的芯片。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种还动与修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。